專利名稱：用于電子電路的涂層的制作方法
用于電子電路的涂層現代電子電路必須滿足不斷提高的特殊要求。大規模電路密度同時也意味著包含若干緊密相鄰的電子元器件和跡線，對其設計要求源于必須將越來越多的電子裝置安置于一個復雜的系統之中。將電子電路設計得越小，則例如由于溫度變化作用、瞬時電流、泄漏電流和擊穿而引起的絕緣和保護系統失靈的危險就越大。肉眼幾乎無法覺察到外部局部放電(電暈放電)和內部局部放電引起的樹枝狀放電現象，但其卻有可能造成材料腐蝕，最終導致兩個不同電位的導體之間發生擊穿或者產生飛弧。因此本發明的任務在于，尋找至少能夠部分克服上述缺點、尤其能提高抗局部放電性能的電子電路用涂層。采用本發明權利要求1所述的涂層即可解決這一任務。因此，建議了含有至少一種納米顆粒狀無機氧化物的用于電子電路印刷電路板的樹脂基保護漆涂層。術語“保護漆涂層”在此尤其包括和/或意味著涂覆到表面上進行保護的材料層。 本發明所述的保護漆涂層的非限制性實例尤其是防止基材受到環境因素影響的涂層，例如防止釬焊連接腐蝕、潮濕、霉菌、燃料及工藝溶劑、工作溫度以及灰塵、臟污和處理過程中的物理損傷。術語“樹脂基”在此尤其包括和/或意味著保護漆涂層大部分或絕大部分由高粘度的有機材料構成，優選的樹脂是環氧樹脂、聚氨酯樹脂、氨基塑料、ABS塑料。術語“納米顆粒狀”在此尤其包括和/或意味著基本上呈球狀的結構，其中該球的平均直徑小于lOOnm。術語“無機氧化物”在此尤其包括和/或意味著非碳化合物中的所有固態氧化物、 氧化物-氫氧化物、氧化物-氮化物。令人驚奇的發現是，本發明所述的這種保護漆涂層在大多數應用情況下具有顯著提高的抗局部放電性能，因此經常能夠大大減少、甚至完全消除開頭所述的問題。此外在本發明的大多數應用中能夠發現或實現以下至少一種優點-大幅度改善抗刮性-對氣體、水蒸氣和溶劑的阻隔作用-提高耐候性，減慢熱老化-減少固化收縮和反應熱-減小熱膨脹和內應力-提高斷裂強度、斷裂韌性和彈性模量-改善在大量無機和有機基材上的附著力-減小失火擔心-沒有揮發性有機化合物-易于應用，因為是單組分體系。按照本發明的一種優選實施方式，所述納米顆粒狀氧化物具有≥ 5nm并且 ≤ 100nm的平均粒徑。
已發現這有利于本發明的大多數應用。納米顆粒狀氧化物優選具有> IOnm并且彡60nm、更優選具有彡15nm并且彡40nm的平均粒徑。按照本發明的一種優選實施方式，所述至少一種納米顆粒狀氧化物的粒徑散射的半峰寬度ο彡20nm。實踐證明這特別有效，因為這樣通常可以再一次提高抗局部放電性能。所述至少一種納米顆粒狀氧化物的粒徑散射的半峰寬度σ優選< lOnm、更優選彡8nm、更優選彡5nm以及最優選彡3nm。按照本發明的一種優選實施方式，所述納米顆粒狀氧化物包括選自A1203、A100H, SiO2, TiO2, GeO2、層狀硅酸鹽及有機改性層狀硅酸鹽、BN、Al3N4及其混合物的材料。按照本發明的一種優選實施方式，所述至少一種納米顆粒狀無機氧化物分散分布在涂層之中。已發現這種方式是有利的，因為這樣通常可毫無問題地通過紫外線實現固化(例如用于制備環氧樹脂)。按照本發明的一種優選實施方式，所述納米顆粒狀無機氧化物在保護漆涂層中所占的比例(重量/重量)為彡5% <60%。實踐證明這特別有效，因為這樣經常能夠實現特別有利的特性，同時使得涂層具有良好的可操作性。納米無機顆粒狀氧化物在保護漆涂層中所占的比例(重量/重量)優選為彡10% 彡50%，更優選為彡15% 彡40%。上述以及本發明權利要求和實施例中所述的應用構件在其尺寸大小、形狀設計、 材料選擇和技術設計方面沒有特殊條件限制，因此可以使用相關應用領域中已知的選擇原則，沒有任何限制。關于本發明的其它細節、特征和優點，可參閱相關從屬權利要求以及下列相關
，附圖例示了本發明所述涂層的多種實施例。相關附圖如下附圖1本發明所述保護漆涂層的托普勒沿面放電裝置示意圖；以及附圖2現有技術保護漆涂層的托普勒沿面放電裝置示意圖。實施例I根據以下純示例性的實施例I解釋本發明，該實施例是本發明第一種實施方式所述的保護漆涂層。在該涂層中將粒徑約為20nm(半峰寬度約為lOnm)的SW2顆粒分散于環氧樹脂 (雙酚-A-二縮水甘油醚)中。SiO2顆粒在樹脂中的質量比約為40%。選用一種不含納米顆粒的樹脂作為對比例。附圖1和2所示為借助托普勒沿面放電裝置獲得的涂層的抗局部放電性能。將涂層放在一個接地的銅電極上。將橫斷面半徑為Imm的圓柱形電極放在涂層上，在不變電壓下在三角區中產生導致材料侵蝕的區域局限性的外部局部放電。附圖1和2所示為在電場強度為13kV/mm下經過240小時老化后的涂層。納米顆粒填充試樣被侵蝕的總體積為1.69mm2，最大侵蝕深度為34 μ m ；而未填充的試樣的最大侵蝕深度為194 μ m，侵蝕體積為7mm2。實施例II在另一個實施例中制備另一個本發明所述的涂層，然后借助托普勒沿面放電裝置進行試驗。在該涂層中，粒徑約為40nm(半峰寬度約為20nm)的Al2O3顆粒分散于環氧樹脂 (雙酚-A-二縮水甘油醚)中。顆粒在樹脂中的質量比約為20%。納米顆粒填充試樣被侵蝕的總體積為2. 30mm2,最大侵蝕深度為50 μ m。實施例II在另一個實施例中制備另一個本發明所述的涂層，然后借助托普勒沿面放電裝置進行試驗。在該涂層中，粒徑約為35nm(半峰寬度約為20nm)的TiO2顆粒分散于環氧樹脂 (雙酚-A-二縮水甘油醚)中。TiO2顆粒在樹脂中的質量比約為15%。納米顆粒填充試樣被侵蝕的總體積為2. 85mm2最大侵蝕深度為55 μ m。
權利要求
1.含有至少一種納米顆粒狀無機氧化物的用于電子電路印刷電路板的樹脂基保護漆涂層。
2.根據權利要求1所述的涂層，其中所述納米顆粒狀氧化物具有>IOnm并且< 90nm 的平均粒徑。
3.根據權利要求1或2所述的涂層，其中所述至少一種納米顆粒狀氧化物的粒徑散射的半峰寬度σ彡lOnm。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的涂層，其中所述納米顆粒狀氧化物中包括選自 A1203、A100H、SiO2, TiO2, GeO2 及其混合物的材料。
5.根據權利要求1 4中任一項所述的涂層，其中所述至少一種納米顆粒狀無機氧化物分散分布在所述涂層之中。
6.根據權利要求1 5中任一項所述的涂層，其中所述納米顆粒狀無機氧化物在保護漆涂層中所占比例(重量/重量)為彡5% 彡60%。
全文摘要
用于印刷電路板的含納米顆粒狀無機氧化物的新型涂層，這些涂層均具有提高的抗局部放電性能。
文檔編號H05K1/03GK102165850SQ200980138029
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月2日 優先權日2008年9月25日
發明者M·布羅克施密特, M·施韋策爾, M·里希特, P·格雷佩爾, S·布克爾 申請人:西門子公司